Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2017-11-17 | 292 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Оборудование: аспиратор, манометр, мензурка, секундомер.
Теоретическое введение
Молекулярно-кинетическая теория позволила получить формулы, связывающие макроскопические параметры газа (давление, объем, температура) с его микроскопическими параметрами (размеры и масса молекулы, ее скорость, средняя длина свободного пробега молекул). Пользуясь этими формулами на основании измеренных параметров газа можно найти его микроскопические параметры.
Для нахождения средней длины свободного пробега можно воспользоваться формулой, выражающей зависимость коэффициента внутреннего трения газа η отλ и υ:
, (1)
, (1а)
где: ρ - плотность газа, υ - средняя арифметическая скорость молекул газа равна:
(2)
здесь R= 8,31 Дж/моль∙К газовая постоянная, Т - абсолютная температура газа, М - молярная масса газа. Плотность ρ газа можно найти из уравнения Клапейрона-Менделеева.
(3)
здесь: Р- давление газа при данных условиях.
Коэффициент вязкости можно определить, пользуясь законом Пуазейля. Исходя из которого коэффициент вязкости газа η зависит от параметров капиллярной трубки, через которую проходит газ, и разности давлений ΔP, поддерживаемой на концах этой трубки, т.е.:
(4)
где: r - радиус, L - длина трубки, V - объем газа, проходящего через трубку за время τ, ΔP - разность давлений на концах трубки.
Подставляя выражения (4),(3) и (2) в формулу (1а), получим
(5)
где:
(6)
некоторая постоянная
Эффективный диаметр молекулы можно определить из формулы, выражающей зависимость средней длины свободного пробега молекулы от концентрации молекул n и эффективного диаметра молекулы dэф
(7)
По основному уравнению молекулярно-кинетической теории газов
|
, (8)
где:Р - давление газа (атмосферное давление); n - концентрация молекул
воздуха; k=1,38∙10-23 Дж/K - постоянная Больцмана.
Из формул (7),(8) получаем:
(9)
Для проведения измерения собираем установку состоящую из аспиратора, из него начнет выливаться вода, давление в нем понижается, через капилляр и осушительный фильтр в него засасывается воздух.
Вследствие внутреннего трения, давление на концах не одинаково, что фиксируем манометр. Объем прошедшего через капилляр воздух за время t равен объему вылившейся из аспиратора воды, которой измеряется мензуркой.
Порядок выполнения работы
1. Наполняют баллон аспиратора водой. Осторожно открывают кран аспиратора так, чтобы вода из него текла тонкой струей, давление в нем понижается, через капилляр и осушительный фильтр в него засасывается воздух. Через некоторое время установится стационарное течение и манометр покажет некоторую постоянную разность на концах трубки. Записывают показание манометра в таблицу и определяют разность делений:
,
здесь: ρжид - плотность жидкости в манометре, q- ускорение свободного падения, (h2+ h1) - разность высот столбов жидкости в манометре.
2. Подставляют под струю мензурку и замеряют время t с помощью секундомера, в течение которого вытекает объем жидкости 50 - 100 см3.
Объем прошедшего через капилляр воздуха за это время равен объему вылившейся из аспиратора воды.
3. Опыт повторяют еще два раза при различных истечениях воды.
Результаты заносят в таблицу.
4. По формулам (5) и (4) рассчитывают λ и η. По формуле (9) определяют dэф.
5. Полученные результаты сравнивают с табличными значениями.
Таблица измерений
N n/n | P (Па) | Т (К) | h1 (мм) | h2 (мм) | DP (Па) | t (с) | V (м3) | h Па*с | l (м) | dэф (м) |
cр. |
Контрольные вопросы
1. Основные положения МКТ и их опытное обоснование.
2. Основное уравнение МКТ газов.
|
3. Скорость молекул идеального газа.
4. Средняя длина свободного пробега молекул.
5. Внутреннее трение (вязкость) в газах. Коэффициент внутреннего трения.
6. Закон Пуазейля.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
|
|
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!